5t工業(yè)行車橫梁設(shè)計(jì)論文

1、<p>　　5T工業(yè)行車橫梁設(shè)計(jì)</p><p>　　摘要：本設(shè)計(jì)參考QD5~200/50T釣鉤式起重機(jī)。提供了一種生產(chǎn)更為簡便、工藝簡單、自重輕的主梁截面；將單梁橋式起重機(jī)主、橫梁的剛性連接在其一端，用鉸接連接，解決了因制造和軌道安裝誤差造成大車運(yùn)行3條腿問題，提高了運(yùn)行性能；并用可調(diào)大車運(yùn)行水平輪中心距的設(shè)計(jì)，不用帶輪緣的大車輪，提高了大車輪的使用壽命。從品的市場情況來看，需求量越來越大。目前，隨著

2、科學(xué)技術(shù)進(jìn)步的加快，世界各國的生產(chǎn)有了較大的發(fā)展，從最初的小型單一產(chǎn)品，已發(fā)展成全系列、大力矩、多功能、外型美觀、操作簡單、使用安全，并能進(jìn)行有線或無線遙控的先進(jìn)產(chǎn)品，可以說的發(fā)展已進(jìn)入了成熟期。由于國外勞動(dòng)力費(fèi)用高，強(qiáng)調(diào)工作效率，施工中基本不存在人工裝卸，有使用靈活、技術(shù)成熟等特點(diǎn)，所以在歐洲市場市場前景廣闊。我國起步較晚，但隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步和市場需求的增加，我國的生產(chǎn)水平將會(huì)日益發(fā)展和完善，產(chǎn)品將具有更大的市場潛力。目前，在沿海城

3、市和地區(qū)，的銷售形勢正逐步好轉(zhuǎn)，特別是大噸位，正受到南方個(gè)體用戶的青睞，并有向內(nèi)地推進(jìn)的趨勢。</p><p>　　從產(chǎn)品的技術(shù)特點(diǎn)來看，正朝著大型化、多功能化和智能化的方向發(fā)展。安裝的底盤已不再局限于箱式貨車底盤，越來越多的重型平板車也安裝了大噸位，以滿足其自裝卸大型貨物的需要。的作業(yè)裝置也不再局限于吊鉤，各種高空作業(yè)平臺(tái)、抓具、夾具、吊籃、螺旋鉆、板叉、裝輪胎機(jī)械手、拔樁器等已逐漸被采用。隨著的噸位越來越大，

4、對(duì)安全控制、操作方便舒適性的要求也越來越高，智能化也已被提上日程。 </p><p>　　現(xiàn)代冶金起重機(jī)發(fā)展的主要趨勢之一，是起重量大型化，工作速度高速化，隨著社會(huì)的發(fā)展對(duì)冶金企業(yè)的要求也在逐步提高，這不僅表現(xiàn)在對(duì)冶金產(chǎn)品的數(shù)量要求上，更重要的是表現(xiàn)在對(duì)冶金產(chǎn)品的質(zhì)量和品種方面，由于社會(huì)需求的增加推動(dòng)和促進(jìn)了冶金企業(yè)的技術(shù)改造和技術(shù)進(jìn)步，大型轉(zhuǎn)爐、連鑄、連軋技術(shù)的應(yīng)用，對(duì)冶金起重機(jī)的大型化和高速度提出了更高的要求

5、.</p><p>　　隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，各種監(jiān)測、傳感控制技術(shù)在冶金起重機(jī)上得到了廣泛的應(yīng)用，從而使起重機(jī)的使用性能得到很大的提高，使冶金起重機(jī)從以前簡單意義上物料搬運(yùn)工具變成目前的物流、信息流綜合傳送.</p><p>　　關(guān)鍵詞：主梁截面；鉸接；水平輪本設(shè)計(jì)共有3個(gè)內(nèi)容：新型主梁截面；主橫梁鉸接結(jié)構(gòu)；大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)的可調(diào)中心距的水平輪設(shè)計(jì)。</p><p>　

6、　前言：近20年世界工程起重機(jī)行業(yè)發(fā)生了很大變化。RT(越野輪胎起重機(jī))和AT(全地面起重機(jī))產(chǎn)品的迅速發(fā)展,打破了原有產(chǎn)品與市場格局,在經(jīng)濟(jì)發(fā)展及市場激烈競爭沖擊下,導(dǎo)致世界市場進(jìn)一步趨向一體化。目前世界工程起重機(jī)年銷售額已達(dá)75億美元左右。主要生產(chǎn)國為美國、日本、德國、法國、意大利等,世界頂級(jí)公司有10多家,世界市場主要集中在北美、日本/亞洲和歐洲。</p><p>　　美國既是生產(chǎn)工程起重機(jī)的主要國家,又是

7、最大的世界市場之一。由于日本、德國起重機(jī)工業(yè)的迅速發(fā)展及RT和AT產(chǎn)品的興起,美國廠商曾在60～70年代世界市場中占有的主導(dǎo)地位受到削弱,從而形成美國、日本和德國三足鼎立之勢。近幾年美國經(jīng)濟(jì)回升,市場活躍,外國廠商紛紛參與競爭。美國制造商的實(shí)力也有所增強(qiáng),特雷克斯起重機(jī)公司的崛起即是例證。</p><p>　　日本從70年代起成為工程起重機(jī)生產(chǎn)大國,產(chǎn)品質(zhì)量和數(shù)量提高很快,已出口到歐美市場,年總產(chǎn)量居世界第一。自

8、1992年以來,由于受日元升值、國內(nèi)基建投資下降和亞洲金融危機(jī)影響,年產(chǎn)量呈下降趨勢。年總產(chǎn)值從1991年約5100億日元下降到1997年的3100億日元左右,1998年又比1997年下降1/3以上。1998年日本工程起重機(jī)總產(chǎn)量為25560臺(tái),其中,RT產(chǎn)品2087臺(tái),汽車起重機(jī)820臺(tái),履帶起重機(jī)692臺(tái),隨車起重機(jī)15032臺(tái),其他兩類機(jī)種共7029臺(tái)。RT產(chǎn)品年總產(chǎn)值達(dá)550億日元,為各機(jī)種之首,其次為履帶起重機(jī),約400億日元

9、。</p><p>　?。ㄒ唬┢鹬貦C(jī)電氣控制.</p><p>　　1 起重機(jī)電氣傳動(dòng)：</p><p>　　起重機(jī)對(duì)電氣傳動(dòng)的要求有：調(diào)速、平穩(wěn)或快速起制動(dòng)、糾偏、保持同步、機(jī)構(gòu)間的動(dòng)作協(xié)調(diào)、吊重止擺等。其中調(diào)速常作為重要要求。</p><p>　　一般起重機(jī)的調(diào)速性能是較差的，當(dāng)需要準(zhǔn)確停車時(shí)，只能采取“點(diǎn)車”的操縱方法，如果“點(diǎn)車”次數(shù)

10、很多，不但增加了勞動(dòng)強(qiáng)度，而且由于電器接電次數(shù)和電動(dòng)機(jī)起動(dòng)次數(shù)增加，而使電器、電動(dòng)機(jī)工作年限大為縮短，事故增多，維修量增大。</p><p>　　由于起重機(jī)調(diào)速絕大多數(shù)需在運(yùn)行過程中進(jìn)行，而且變化次數(shù)較多，故機(jī)械變速一般不太合適，大多數(shù)需采用電氣調(diào)速。本次設(shè)計(jì)采用：直流調(diào)速。</p><p>　　直流調(diào)速本設(shè)計(jì)采用：固定電壓供電的直流串激電動(dòng)機(jī)，改變外串電阻和接法的直流調(diào)速。</p&

11、gt;<p>　　直流調(diào)速具有過載能力大、調(diào)速比大、起制動(dòng)性能好、適合頻繁的起制動(dòng)、事故率低等優(yōu)點(diǎn)。缺點(diǎn)是系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜、價(jià)格昂貴、需要直流電源等。</p><p>　　2.起重機(jī)的自動(dòng)控制</p><p>　　可編程序控制器——程序控制裝置一般由電子數(shù)字控制系統(tǒng)組成，其程序自動(dòng)控制功能主要由可編程序控制器來實(shí)現(xiàn)。</p><p>　　自動(dòng)定位裝置——起

12、重機(jī)的自動(dòng)定位一般是根據(jù)被控對(duì)象的使用環(huán)境、精度要求來確定裝置的結(jié)構(gòu)形式。自動(dòng)定位裝置通常使用各種檢測元件與繼電接觸器或可編程序控制器，相互配合達(dá)到自動(dòng)定位的目的。</p><p>　　大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)的糾偏和電氣同步——糾偏分為人為糾偏和自動(dòng)糾偏。人為糾偏是當(dāng)偏斜超過一定值后，偏斜信號(hào)發(fā)生器發(fā)出信號(hào)，司機(jī)斷開超前支腿側(cè)的電機(jī)，接通滯后支腿側(cè)的電機(jī)進(jìn)行調(diào)整。自動(dòng)糾偏是當(dāng)偏斜超過一定值時(shí)，糾偏指令發(fā)生器發(fā)出指令，系統(tǒng)進(jìn)

13、行自動(dòng)糾偏。電氣同步是在交流傳動(dòng)中，常采用帶有均衡電機(jī)的電軸系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)電氣同步。</p><p>　　地面操縱、有線與無線遙控——地面操縱多為葫蘆式起重機(jī)采用，其關(guān)鍵部件是手動(dòng)按鈕開關(guān)，即通常所稱的手電門。有線遙控是通過專用的電纜或動(dòng)力線作為載波體，對(duì)信號(hào)用調(diào)制解調(diào)傳輸方式，達(dá)到只用少通道即可實(shí)現(xiàn)控制的方法。無線遙控是利用當(dāng)代電子技術(shù)，將信息以電波或光波為通道形式傳輸達(dá)到控制的目的。</p><

14、;p>　　起重電磁鐵及其控制——起重電磁鐵的電路，主要是提供電磁鐵的直流電源及完成控制(吸料、放料)要求。其工作方式分為：定電壓控制方式和可調(diào)電壓控制方式。</p><p>　　3．起重機(jī)的電源引入裝置</p><p>　　本設(shè)計(jì)的電源引入裝置采用：硬滑線供電。</p><p>　　硬滑線電源引入裝置有裸角鋼平面集電器、圓鋼(或銅)滑輪集電器和內(nèi)藏式滑觸線集電

15、器進(jìn)行電源引入。</p><p>　　4．起重機(jī)的電氣設(shè)備與電氣回路</p><p>　　不同類型的起重機(jī)的電氣設(shè)備是多種多樣的，其電氣回路也不一樣，但電氣回路基本上還是由主回路、控制回路、保護(hù)回路等組成。在這里不必一一介紹，只簡要地介紹一下電動(dòng)起重機(jī)的典型產(chǎn)品通用橋式起重機(jī)的主要電氣設(shè)備和基本電氣回路。</p><p>　　(1).通用橋式起重機(jī)的電氣設(shè)備<

16、/p><p>　　通用橋式起重機(jī)的電氣設(shè)備主要有各機(jī)構(gòu)用的電動(dòng)機(jī)、制動(dòng)電磁鐵、控制電器和保護(hù)電器。</p><p>　　.電動(dòng)機(jī) 橋式起重機(jī)各機(jī)構(gòu)應(yīng)采用起重專用電動(dòng)機(jī)，它要求具有較高的機(jī)械強(qiáng)度和較大的過載能力。應(yīng)用最廣泛的是繞線式異步電動(dòng)機(jī)。</p><p>　　繞線式電動(dòng)機(jī)型號(hào)為JZR、JZR：和JZRH和YZR系列電動(dòng)機(jī)</p><p>　

17、?、?制動(dòng)電磁鐵 制動(dòng)電磁鐵是各機(jī)構(gòu)常閉式制動(dòng)器的打開裝置。本設(shè)計(jì)采用的打開裝置為液壓推動(dòng)器(TY1系列)。</p><p>　　③.操作電器 又稱為控制電器，它包括控制器、接觸器、控制屏和電阻器等。</p><p>　　主令控制器主要用于大容量電動(dòng)機(jī)或工作繁重、頻繁起動(dòng)的場合(如抓斗操作)。它通常與控制屏中相應(yīng)的接觸器動(dòng)作，實(shí)現(xiàn)主電動(dòng)機(jī)的正、反轉(zhuǎn)、制動(dòng)停止與調(diào)速工作。其常用型號(hào)為LK

18、4系列和LK14系列。</p><p>　　電阻器在起重機(jī)各機(jī)構(gòu)中用于限制起動(dòng)電流，實(shí)現(xiàn)平穩(wěn)和調(diào)速之用。要求應(yīng)有足夠的導(dǎo)電能力，各部分連接必須可靠。</p><p>　?、鼙Ｗo(hù)電器 橋式起重機(jī)的保護(hù)電器有保護(hù)柜、控制屏、過電流繼電器、各機(jī)構(gòu)的行程限位、緊急開關(guān)、各種安全聯(lián)鎖開關(guān)及熔斷器等。對(duì)于保護(hù)電器要求保證動(dòng)作靈敏、工作安全可靠、確保起重機(jī)安全運(yùn)轉(zhuǎn)。</p><p&

19、gt;<b>　　(2).電氣回路</b></p><p>　　橋式起重機(jī)電氣回路主要有主回路、控制回路及照明信號(hào)回路等。</p><p>　　主回路 直接驅(qū)使各機(jī)構(gòu)電動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)的那部分回路稱為主回路，如圖1—18所示。它是由起重機(jī)主滑觸線開始，經(jīng)保護(hù)柜刀開關(guān)1QS、保護(hù)柜接觸器主觸頭，再經(jīng)過各機(jī)構(gòu)控制器定子觸頭至各相應(yīng)電動(dòng)機(jī)，即由電動(dòng)機(jī)外接定子回路和外接轉(zhuǎn)子回路組成

20、。</p><p>　?、诳刂苹芈?橋式起重機(jī)的控制回路又稱為聯(lián)鎖保護(hù)回路，它控制起重機(jī)總電源的接通與分?jǐn)?，從而?shí)現(xiàn)對(duì)起重機(jī)的各種安全保護(hù)。由控制回路控制起重機(jī)總電源的通斷，原理如圖1—19所示。左邊部分為起重機(jī)的主回路，即直接為各機(jī)構(gòu)電動(dòng)機(jī)供電并使其運(yùn)轉(zhuǎn)的那部分電路。右邊部分則為起重機(jī)的控制回路。從圖1—19中可知，在主回路刀開關(guān)1DK推合后，控制回路于A、B處獲得接電，而主回路因接觸器KM主觸頭分?jǐn)辔茨芙与?/p>

21、，故整個(gè)起重機(jī)各機(jī)構(gòu)電動(dòng)機(jī)均未接通電源而無法工作。因此，起重機(jī)總電源的接通與分?jǐn)啵腿Q于主接觸器主觸頭KM的接通與否，而控制回路就是控制主接觸器KM主觸頭的接通與分?jǐn)?，也就是控制起重機(jī)總電源的接通與分?jǐn)?，故把這部分控制主回路通斷的電路稱之為控制回路。</p><p>　　.控制回路的組成 如圖1—19所示，控制回路由三部分組成：①號(hào)電路零位起動(dòng)部分電路、②號(hào)電路限位保護(hù)部分電路和③號(hào)電路聯(lián)鎖保護(hù)部分電路。在①

22、號(hào)電路內(nèi)包括起升、小車、大車控制器的零位觸頭(它們分別用SCHO、SCSO、SCLO表示)和起動(dòng)按鈕SB；在②號(hào)電路內(nèi)包括起升、小車和大車限位器的常閉觸頭(它們分別用SQH、SQS1、SQS2、SQL1、SQL2表示)；在③電路中包括主接觸器KM的線圈、緊急開關(guān)SE、端梁門開關(guān)SQ1、SQ2</p><p>　　及各過電流繼電器FA0、FA1……FA4的常閉觸頭。①號(hào)電路與②號(hào)電路通過主接觸器KM之常開聯(lián)鎖觸頭K

23、Ml、KM2并接后與③號(hào)電路中串聯(lián)接入電源而組成一個(gè)完整的控制回路。</p><p>　?、壅彰餍盘?hào)回路 橋式起重機(jī)的照明信號(hào)回路如圖1—22所示。其回路特點(diǎn)如下：</p><p>　　照明信號(hào)回路為專用線路，其電源由起重機(jī)主斷路器的進(jìn)線端分接，當(dāng)起重機(jī)保護(hù)柜主刀開關(guān)拉開后(切斷1QS)，照明信號(hào)回路仍然有電供應(yīng)，以確保停機(jī)檢修之需要。</p><p>　　照明信

24、號(hào)回路由刀開關(guān)2QS控制，并有熔斷器作短路保護(hù)之用。 </p><p>　　手提工作燈、司機(jī)室照明及電鈴等均采用36V的低電源，以確保安全。</p><p>　　照明變壓器的次級(jí)繞組必須作可靠接地保護(hù)。</p><p>　?。ǘ┝旱慕孛嬖O(shè)計(jì).</p><p>　　1. 新型主梁截面</p><p>　　目前生產(chǎn)的L

25、D單梁橋式起重機(jī)和LX單梁懸掛起重機(jī)的主梁截面如圖1(a)所示。LD和LX的主梁是由鋼板冷壓成形的“”字結(jié)構(gòu)，并用兩塊斜腹板F′E′與工字鋼焊接的主梁截面。斜腹板也需要冷壓彎邊，改善焊接條件和保證焊接質(zhì)量。它共有4條主焊縫連接。電動(dòng)葫蘆門式起重機(jī)的主梁截面如圖1(b)所示。它是由一塊蓋板B″B″、兩塊斜腹板B″C″與工字鋼上腿焊成的主梁截面。它也有4條主焊縫連接。除以上兩種實(shí)腹截面外，還有圓管與工字鋼焊接的截面、焊接的組合工字鋼截面、

26、4塊鋼板焊接的矩形截面等實(shí)腹截面及桁架結(jié)構(gòu)主梁。實(shí)用新型專利《鉸接單梁橋式起重機(jī)》提供的是圖1(c)截面。它是由一塊鋼板冷壓成上“人”字形與工字鋼上腿焊接的截面，它只有兩條主焊縫。現(xiàn)比較圖1中3種截面的優(yōu)劣。</p><p><b>　　圖1.主梁截面圖</b></p><p>　　a.圖1(a)截面，工字鋼的上腿C′C′對(duì)截面的慣性矩I、抗彎模量W及對(duì)水平形心軸而言

27、增加值較小，沒有充分發(fā)揮它的承載能力。也就是說，由于上腿C′C′截面很接近整個(gè)截面的水平形心軸xx，它對(duì)截面的慣性矩和抗彎模量增加值較小，因此，截面的最大垂直方向的正應(yīng)力和靜剛度的下?lián)现当葓D1(b)、(c)要大。圖1(b)、(c)截面的上腿距水平形心軸較遠(yuǎn)，增大了截面的垂直抗彎能力，提高了主梁的強(qiáng)度和剛度。</p><p>　　b.圖1(a)、(b)均有4條主焊縫，而圖1(c)截面僅有2條主焊縫，沒有集中載荷作用

28、在腹板上的梁翼緣焊縫主要受剪應(yīng)力作用，翼緣焊縫剪應(yīng)力計(jì)算公式τ=QSx/2Ixhf≤［τh］，其中Q為截面內(nèi)力(剪力)，Sx為截面靜矩，hf為計(jì)算點(diǎn)的剪應(yīng)力距中心形心軸的高度。F′F′和B″B″的焊縫剪應(yīng)力要比CC焊縫剪應(yīng)力值大。2條主焊縫比4條焊縫工時(shí)減少一半。</p><p>　　c.圖1(a)截面在E′E′的焊接，是在工字鋼腰上同一位置，相當(dāng)于十字焊縫。在疲勞強(qiáng)度計(jì)算時(shí)，考慮應(yīng)力集中情況等級(jí)，水平載荷作用時(shí)

29、為K4級(jí)。而C″C″和CC焊縫應(yīng)力集中情況等級(jí)為K2。所以E′E′焊縫降低了抗疲勞的能力。</p><p>　　d.按Ⅱ類載荷組合校核主梁危險(xiǎn)截面的靜強(qiáng)度時(shí)，圖1(a)、(b)截面，垂直載荷和水平載荷產(chǎn)生的正應(yīng)力在B′點(diǎn)和B″點(diǎn)最大，是垂直正應(yīng)力σ⊥和水平正應(yīng)力σ－的最大壓應(yīng)力之和σB′max和σB″max。而圖1(c)則不同。垂直載荷在A點(diǎn)產(chǎn)生最大正應(yīng)力σA⊥，而在B點(diǎn)的正應(yīng)力并不是最大值，它等于σB⊥=σA⊥

30、h2/h1。水平載荷產(chǎn)生的正應(yīng)力在A點(diǎn)等于零，在B點(diǎn)正應(yīng)力最大，σBmax=σB⊥+σ－，該截面對(duì)靜強(qiáng)度校核有利。</p><p>　　e.用一塊平鋼板冷壓成上“人”字形截面，可省去3塊鋼板、可減少兩種冷壓成形過程、可少焊兩條主焊縫(詳見圖1(a))，這樣既省料，省工，又降低了成本</p><p>　　本設(shè)計(jì)的圖1(c)截面的成形方法：是用壓力機(jī)先將鋼板冷壓成“∏”，然后再用一套模具，將“

31、∏”字結(jié)構(gòu)再冷壓成上“人”字形，在與工字鋼的上腿焊接。</p><p>　　現(xiàn)在生產(chǎn)的LD和LX的主梁鋼板厚度是5mm和6mm，最大寬度是1.6m。按GB709—88規(guī)定，5mm厚鋼板寬度最大1.8m；6mm厚度鋼板寬度最大2.0m。生產(chǎn)圖1(c)截面的主梁，周邊長度之和超過鋼板寬度時(shí)，要兩側(cè)對(duì)稱各對(duì)接一塊鋼板</p><p>　　如果將圖1中3種主梁截面的截面積取為相等，然后求出截面各部

32、位尺寸，將截面幾何性質(zhì)和性能作一比較，就可以充分說明《鉸接單梁橋式起重機(jī)》主梁的優(yōu)越性了。以LD單梁橋式起重機(jī)起重量5t、跨度22.5m的主梁截面為依據(jù)，分別求得圖1(b)、(c)的截面尺寸，在載荷、速度和各載荷系數(shù)等條件均相同的情況下，比較3種截面的靜強(qiáng)度、靜剛度、局部穩(wěn)定性和A6工作級(jí)別的疲勞強(qiáng)度的計(jì)算結(jié)果，并表示在表1和表2中，其中圖1(c)截面正應(yīng)力較小，而且翼緣板局部穩(wěn)定性應(yīng)力也合格，不需要象圖1(b)截面增加縱向加強(qiáng)筋板。&

33、lt;/p><p>　　表1主梁截面幾何性質(zhì)、靜強(qiáng)度、靜剛度計(jì)算值 </p><p>　　表2疲勞強(qiáng)度和板的局部穩(wěn)定性計(jì)算值</p><p>　　此處要說明兩點(diǎn)。首先是假定3種截面積相等，它們的動(dòng)態(tài)剛度——主梁的滿載自振頻率不進(jìn)行比較。因?yàn)橹髁涸诳缰袚Q算集中質(zhì)量與電動(dòng)葫蘆質(zhì)量之和相等，而主梁跨中的剛度系數(shù)Ks相差很小，分別為Ksa=27.106kN/cm；Ksb=29.

34、212kN/cm；Ksc=28.866kN/cm。其次，3種截面實(shí)腹梁的總體穩(wěn)定性，當(dāng)時(shí)，也可以不必驗(yàn)算整體穩(wěn)定性，ba=440mm，bb=606mm，bc=602mm，3種截面的整體穩(wěn)定性也不作比較</p><p>　　如果將圖1(c)截面主梁高度取為圖1(a)截面的高度H=1100mm，計(jì)算結(jié)果也表示在表1中，最大正應(yīng)力仍比圖1(a)截面小，此時(shí)主梁自重圖1(c)截面將比圖1(a)截面減輕6.14%</

35、p><p>　　以上推薦的圖1(c)截面主梁，不僅省工，省料，工藝簡單，成本低，而且結(jié)構(gòu)更為合理本設(shè)計(jì)采用圖。</p><p>　　（三）.梁鉸鏈的設(shè)計(jì)與水平輪的設(shè)計(jì).</p><p><b>　　1.主橫梁鉸接結(jié)構(gòu)</b></p><p>　　LD單梁橋式起重機(jī)的主、橫梁剛性連接見圖2，其中一塊鋼板與橫梁焊接在一起，帶平面

36、止口的鋼板與主梁焊接在一起。主、橫梁連接以平面止口定位，用6個(gè)或8個(gè)螺栓和螺母連接，它是典型的模塊化設(shè)計(jì)。其優(yōu)點(diǎn)是減小了生產(chǎn)占地，主、橫梁可以單獨(dú)生產(chǎn)，按合同組裝。但是，主梁兩端的平面止口相對(duì)扭轉(zhuǎn)角為1°時(shí)，對(duì)車輪軸距為2m，2.5m和3m的3種橫梁安裝的車輪，當(dāng)3個(gè)車輪踏面在一個(gè)平面上時(shí)，另一個(gè)車輪踏面將分別高出該平面34.9mm，43.63mm和52.36mm。出現(xiàn)3條腿現(xiàn)象不僅加快車輪輪緣磨損，而且會(huì)發(fā)生輪緣爬軌和車輪脫

37、軌事故。當(dāng)分別驅(qū)動(dòng)的大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)一旦發(fā)生主動(dòng)車輪抬起、單邊驅(qū)動(dòng)時(shí)，驅(qū)動(dòng)力與運(yùn)行阻力總會(huì)構(gòu)成力偶，產(chǎn)生側(cè)壓力及附加阻力，造成驅(qū)動(dòng)電機(jī)負(fù)載過大，使運(yùn)行速度減慢或運(yùn)行不了。當(dāng)然，造成平面止口相對(duì)誤差不見得是因?yàn)榕まD(zhuǎn)角為1°。造成3條腿的原因有：主梁軸線的扭轉(zhuǎn)變形使兩端面水平止口不在同一平面上；橫梁車輪軸孔加工位置誤差和橫梁的焊接變形；車輪直徑加工誤差；軌道安裝誤差等。</p><p><b>　　圖

38、2主、橫梁連接圖</b></p><p>　　本設(shè)計(jì)采用《鉸接單梁橋式起重機(jī)》的主、橫梁連接，其一端仍保留圖2的剛性連接，而另一端用圖3的鉸接結(jié)構(gòu)。它是將帶平面止口的鋼板，先焊上一根圓軸，加工軸徑和平面后再與主梁焊接。為了限制鉸接橫梁水平面的擺動(dòng)，可控制軸孔配合和保持原連接板的寬度560mm和600mm。為了限制鉸接橫梁垂直平面的擺動(dòng)，也可以保留水平止口，但是要使主梁</p><p

39、>　　水平止口平面高出橫梁水平止口一個(gè)δ值，δ值就限制了橫梁垂直面的擺動(dòng)角度。鉸接結(jié)構(gòu)徹底地解決了3條腿現(xiàn)象。</p><p>　　圖3　主、橫梁鉸接結(jié)構(gòu)</p><p>　　本設(shè)計(jì)的鉸接軸是一根空心軸?？椎囊欢擞娩摪搴附臃忾]，軸端開槽用軸端定位板固定。軸的設(shè)計(jì)是按最大剪力校核剪切應(yīng)力τ，承壓面的擠壓應(yīng)力σcd應(yīng)小于各自的許用應(yīng)力。</p><p><b

40、>　　2. 水平輪設(shè)計(jì)</b></p><p>　　車輪輪緣與軌道的摩擦是一種無法避免的現(xiàn)象，一旦輪緣與軌道劇烈摩擦發(fā)生啃道現(xiàn)象時(shí)，便加快了輪緣的磨損和車輪的報(bào)廢，也使軌道磨損嚴(yán)重。由于輪緣磨損報(bào)廢的車輪比車輪踏面磨損報(bào)廢的車輪多，為改變這一現(xiàn)象，用無輪緣車輪代替輪緣車輪，用水平輪導(dǎo)向運(yùn)行，將輪緣與軌道的滑動(dòng)摩擦改為水平輪的滾動(dòng)摩擦，附加阻力系數(shù)由β=1.5降低到β=1.1，從而減小了運(yùn)行阻力，

41、提高了車輪壽命。</p><p>　　圖4是大車輪與水平輪的簡圖。用水平輪導(dǎo)向運(yùn)行，為適合不同軌面寬度b的要求，水平輪中心距L一定要求可調(diào)。作者是用水平輪安裝在偏心軸上的方法獲得水平輪中心距L的變化。偏心距e用下式計(jì)算：</p><p>　　式中：Bmax=bmax+δ，為水平輪間最大寬度(mm)；Bmin=bmin+δ，為水平輪間最小寬度(mm)</p><p>

42、　　圖4　大車車輪和水平輪</p><p>　　（四）.起重機(jī)的計(jì)算.</p><p><b>　　1. 鋼絲繩的選用</b></p><p>　　因?yàn)?T是輕級(jí)工作類型,所以動(dòng)載系數(shù)k=1.1,安全系數(shù)k =5, e,=20</p><p>　　查表得:吊具自重Q0=2% Q=0.02×50000=100

43、0N</p><p><b>　　最大的靜拉力為:</b></p><p>　　S===10625N</p><p><b>　　最大是計(jì)算拉力為:</b></p><p>　　S=K×S=1.1×10625=11687.5N</p><p>　　鋼絲繩破

44、斷的拉力為:</p><p>　　SK×S=5×11687.5=58437.5N</p><p>　　6×37的鋼絲繩=0.82;6×19的鋼絲繩=0.85</p><p>　　如何選擇=1400則有;</p><p>　　P===71265.244N</p><p>　　P==

45、=68750N </p><p><b>　　查表得:</b></p><p>　　6×37的鋼絲繩d=13.0mm =87800N</p><p>　　6×19的鋼絲繩d=12.5mm =80100N</p><p>　　2. 卷筒尺寸計(jì)算:</p><p&

46、gt;　　卷筒的直徑為ee=20×1×11=260mm (其中,交互捻=1)</p><p>　　因?yàn)榫硗驳臉?biāo)準(zhǔn)直徑為:300mm ,400mm ,500mm ,650mm .700mm ,800mm ,1000mm</p><p>　　所以卷筒直徑應(yīng)圓整為</p><p><b>　　卷筒長度的計(jì)算:</b>

47、;</p><p><b>　　由于 :</b></p><p><b>　　有 :</b></p><p><b>　　其中:</b></p><p><b>　　取安全圈數(shù) 則</b></p><p><b>　　因

48、而,卷筒長度為:</b></p><p>　　壁厚(選T200)為:</p><p><b>　　校核:</b></p><p>　　對(duì)于其許用壓應(yīng)力為:</p><p>　　此卷筒承受的壓力為:</p><p><b>　　< </b></p>

49、<p>　　因此,此卷筒設(shè)計(jì)符合要求.</p><p><b>　　卷筒轉(zhuǎn)速為:</b></p><p>　　3. 電動(dòng)機(jī)的初選:</p><p><b>　　起升靜功率為:</b></p><p>　　查表 . 取空鉤影響系數(shù), 則:</p><p>　　

50、查表 . 選YZR200l—8型電動(dòng)機(jī), 其 </p><p>　　過載能力校核公式為:</p><p>　　因此,該電動(dòng)機(jī)的過載能力滿足要求.</p><p><b>　　電動(dòng)機(jī)的發(fā)熱驗(yàn)算:</b></p><p><b>　　穩(wěn)態(tài)平均功率為:</b></p>&l

51、t;p><b>　　為額定功率</b></p><p>　　查表 , 得知穩(wěn)態(tài)負(fù)載平均系數(shù) 因此, 該電動(dòng)機(jī)不會(huì)產(chǎn)生過熱現(xiàn)象</p><p><b>　　靜力矩計(jì)算:</b></p><p><b>　　傳動(dòng)比</b></p><p><b>　　起升靜

52、力矩為:</b></p><p><b>　　下降靜力矩為:</b></p><p><b>　　選擇制動(dòng)器:</b></p><p>　　由表知, 輕級(jí)工作類型</p><p>　　查表, 選擇—315型電磁快式制動(dòng)器其</p><p>　　（五）.梁的長度，

53、鋼度與材料的確定.</p><p>　　1. 梁長度的確定：</p><p>　　工業(yè)行車的長度不一，絕多數(shù)是由工廠的大小來確定．５Ｔ工業(yè)行車屬于輕級(jí)工作類型用途廣泛，本次設(shè)計(jì)將其梁的長度定位為22.5Ｍ其長度的大小由工廠確定．</p><p>　　2. 梁的剛度選擇:</p><p>　　采用45C號(hào)工字鋼,電葫蘆重5KN</p&g

54、t;<p>　　將行車梁簡化為下圖所示的簡支梁,電葫蘆的輪壓似地為一集中力F,并作用于梁的中點(diǎn)(此時(shí)由F引起的擾度最大);梁的自重為一均布荷載集度為q</p><p><b>　　計(jì)算有關(guān)數(shù)據(jù)</b></p><p><b>　　查型鋼表得:</b></p><p><b>　　材料的彈性摸量.&l

55、t;/b></p><p><b>　　計(jì)算最大擾度</b></p><p>　　因F和q產(chǎn)生的最大擾度均位于梁的中心點(diǎn)C 查表得:</p><p>　　由疊加法,得梁的最大擾度:</p><p>　　校核剛度:吊車梁的最大為</p><p>　　比較梁的最大擾度知:</p>

56、<p>　　因此,該車梁滿足剛度要求.</p><p>　　梁的切應(yīng)力強(qiáng)度計(jì)算：</p><p>　　受均布載荷作用簡支梁如圖所示，梁發(fā)生彎曲變形，建立梁的力學(xué)模型均如圖所示，畫出梁的彎矩圖如所示梁中心點(diǎn)截面有最大彎矩，故該截面為梁的危險(xiǎn)截面。</p><p><b>　　其值為：</b></p><p>&l

57、t;b>　　最大正應(yīng)力：</b></p><p><b>　　最大切應(yīng)力：</b></p><p>　　可見，最大切應(yīng)力比最大正應(yīng)力小的多一般可不必計(jì)算，梁的彎曲強(qiáng)度滿足。</p><p>　　3. 橫梁材料的選用</p><p>　　橋式起重機(jī)重要構(gòu)件是指主梁、端梁、平衡梁、小車架、支腿、下橫梁等主

58、要受力構(gòu)件。 橋式起重機(jī)的金屬結(jié)構(gòu)一般使用碳素結(jié)構(gòu)鋼、優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼和低合金結(jié)構(gòu)鋼。本設(shè)計(jì)采用，低合金結(jié)構(gòu)鋼。鑄件可采用鑄鋼、鑄鐵和鑄銅。低合金結(jié)構(gòu)鋼按GBl591，</p><p>　　工業(yè)行車設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮滿足的三個(gè)基本條件</p><p>　?。?)、金屬結(jié)構(gòu)和機(jī)械零部件應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度、剛度和抗屈曲能力 </p><p>　　首先，要求起重機(jī)零部件和金屬結(jié)構(gòu)

59、受載后不破壞，即滿足強(qiáng)度要求。靜強(qiáng)度計(jì)算是最基本的計(jì)算。應(yīng)力循環(huán)少或重要性一般的零件，只作靜強(qiáng)度計(jì)算。承受循環(huán)應(yīng)力零件或構(gòu)件，除進(jìn)行疲勞計(jì)算外，還應(yīng)按高峰載荷進(jìn)行靜強(qiáng)度計(jì)算。對(duì)于應(yīng)力狀態(tài)復(fù)雜的鋼絲繩等零件，為了簡化計(jì)算，通常只按主要載荷、主要變形型式，采用較高的安全系數(shù)，進(jìn)行靜強(qiáng)度計(jì)算。 </p><p>　　其次，但是零部件不破壞、強(qiáng)度滿足要求，不一定就能保證正常工作，如受載時(shí)發(fā)生過大變形，也將影響構(gòu)件的正常工

60、作，因此還必須要求在載荷作用下構(gòu)件(零部件)所產(chǎn)生的變形應(yīng)在允許的范圍內(nèi)，即應(yīng)具有足夠的剛度。 </p><p>　　第三，細(xì)長桿件受壓突然彎曲或結(jié)構(gòu)件鋼板局部屈曲失穩(wěn)，在靜定結(jié)構(gòu)中可能造成幾何  可變結(jié)構(gòu)，其原有狀態(tài)的平衡可能變成不穩(wěn)定的平衡，從而使機(jī)構(gòu)件或零部件失效，同樣造  成起重機(jī)破壞，因此必須滿足抗屈曲能力。 (2)、 機(jī)必須具有必要的抗傾覆穩(wěn)定性 </p

61、><p>　　起重機(jī)抗傾覆穩(wěn)定性是指起重機(jī)在自重和外載荷作用下抵抗翻倒的能力。目前校核計(jì)算 </p><p>　　起重機(jī)整機(jī)抗傾覆穩(wěn)定性主要采用力矩法。 </p><p>　　力矩法的基本原則是作用于起重機(jī)上包括自重在內(nèi)的各項(xiàng)載荷對(duì)危險(xiǎn)傾覆邊的力矩代數(shù)和必須大于或至少等于零(穩(wěn)定作用為正，傾覆作用為負(fù))。目前我國使用的方法。</p><p>　　

62、(3)、 具有滿足作業(yè)性能要求的功率，制動(dòng)裝置提供必需的制動(dòng)力矩原動(dòng)機(jī)無論是電力驅(qū)動(dòng)，還是發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，都必須滿足起重機(jī)設(shè)計(jì)性能參數(shù)的要求；必須的制動(dòng)力矩更是保證起重機(jī)安全使用的重要基本條件</p><p><b>　　設(shè)計(jì)總結(jié)</b></p><p>　　通過此次設(shè)計(jì)，使我感受最深的是，在進(jìn)行設(shè)計(jì)工作時(shí)，一定要有一個(gè)清晰的思路和較強(qiáng)的邏輯思維能力。要認(rèn)清設(shè)計(jì)需要解決的

63、核心問題有哪些，同時(shí)也要知道，第一步做什么，第二步做什么。我覺得這些對(duì)于一個(gè)設(shè)計(jì)人員來說是非常重要的。</p><p>　　雖然設(shè)計(jì)的過程中遇到了許多困難，辟如：尺寸公差在AutoCAD的標(biāo)注、導(dǎo)柱導(dǎo)套采用何種配合、如何選用標(biāo)準(zhǔn)件等等。但通過查閱相關(guān)資料，并在老師和同學(xué)的幫助下，問題都得到了解決。這也讓我懂得，獨(dú)立思考、不恥下問和相互學(xué)習(xí)都很重要。</p><p>　　通過此次設(shè)計(jì)，使我掌

64、握了行車橫梁設(shè)計(jì)的基本方法，步驟和設(shè)計(jì)中所必須的一些技能。辟如不同格式下之間圖紙的轉(zhuǎn)化，查閱設(shè)計(jì)資料和手冊，熟悉標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范等等。同時(shí)，我使用辦公軟件的能力也有了很大的提高。對(duì)作圖中經(jīng)常用過的一些小技巧也有較深的理解。作圖速度升很快。</p><p>　　總而言之，此次畢業(yè)設(shè)計(jì)使我受益良多。這得感謝在設(shè)計(jì)過程中給我無限幫助的指導(dǎo)老師和同學(xué)們。他們的幫助使我在行車橫梁設(shè)計(jì)這條道路上又邁出了堅(jiān)實(shí)的一步。由于時(shí)間倉促，加

65、上自己的水平有限，設(shè)計(jì)中還存在著一些問題，但這無疑是我以后學(xué)習(xí)工作中奮斗的目標(biāo)。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)：</b></p><p>　　1）.張質(zhì)文主編.起重機(jī)設(shè)計(jì)手冊.北京：中國鐵道出版社，1998.</p><p>　　2）.華玉潔主編.起重機(jī)械與吊裝.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2001.</p><p>

66、　　3）.楊文柱主編.重型設(shè)備吊裝工藝與計(jì)算.北京：建筑工業(yè)出版社，1990.</p><p>　　4）.屈本寧主編.工程力學(xué).北京：科學(xué)出版社，2003.</p><p>　　5）丁德全主編.金屬工藝學(xué).北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2000.</p><p>　　6）王運(yùn)炎主編.機(jī)械工程材料.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1991.</p><p>